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    • 华润电力集中监测与分析专家系统(CSASS)开发与应用

        当前火力发电面临来自内外环境的巨大挑战,实现发电高质量发展是发电企业当务之急。华润电力为了解决外部形势严峻的问题,满足内部提升的需求,利用先进的工业4.0和工业互联网技术手段,建设发电集团智慧化平台,实现提质增效目标,助力华润电力创新转型、高质量发展。三年时间建设了华润电力集中监测与分析专家系统(CSASS),在华润电力全国69台机组上线,在江苏大区19台机组深度应用,为华润电力解决了现场问题,达到了提升设备可靠性、提升运行经济性、提升机组快速响应、提升运营管理水平的效果。下阶段在华润电力全面深化应用将产生超过1亿元/年收益。CSASS项目是工业互联网在火电领域积极且成功的探索,为火电大数据平台建设提供经验与借鉴参考,获得行业内好评如潮。建设过程中攻克了许多难题,产生许多科研创新成果,促进行业进步。下一阶段,CSASS项目不断迭代优化、功能升级、深化应用,产生更大价值。

        1 主要发展经历

        1.1 建设背景

        在经济发展新常态下,对于以火电装机为主的发电企业,面临市场需求放缓、设备利用小时降低、电价下滑、燃煤成本不断攀升、资产运维日益复杂、节能环保要求更加严格等巨大挑战。华润电力内部面临存在数据孤岛、竖井管理,分析、诊断不够准确、有效,不能适应电力市场发展需要,分析、诊断结果与运营管理脱节等问题。为了实现发电高质量发展,需要将各系统互通融合,整合集团、分公司、电厂离散数据;建设分析与诊断、统一大数据平台,推动提升运营管理水平,最终实现提升效率、提升效益、提升机组竞争力的目标。为了实现该目标,华润电力对建设发电集团智慧化平台展开了积极探索,建设了华润电力火电集中监测与分析专家系统(CSASS),这是一套基于设备管理、服务运营管理的工业大数据分析与诊断云平台。

        1.2 CSASS简介

        CSASS以板块建设专业化、信息管控集中化、技术应用先进化、集团建设智慧化作为建设四大原则。横向联系、垂直集成,各环节任务互相联系在一起,优化资源、把握核心、集中建设。

        按照方案合理、经济高效、客观务实、便于操作的原则,将CSASS划分为三个部分:数据采集与集中监测系统、系统集成与展示、分析专家系统。

        2 建设过程

        建设期间,充分做好系统设计、制定项目实施策略、实施路径和计划。系统设计时,充分调研,做好顶层设计,梳理标准、流程和职责。实施路径采用先试点,后推广的方法。成立以华润电力副总裁领导的CSASS建设组织机构,建立CSASS技术专家团队,做好项目实施的组织保障和技术保障,全面参与项目建设。解决项目实施过程中的技术难题,有效地推进项目实施。项目建设过程也遇到不少问题。

        3 建设成果

        目前CSASS项目数据采集与集中监测、系统集成与展示已完成华润电力九个大区共28家电厂69台机组的数据接入,形成了发电行业世界领先的实时大数据平台;分析专家系统已完成华润电力江苏大区8家项目公司19台机组建设,后续将推广至完成其他大区建设。

        分析专家系统建立趋势预警模型超过2400个,正确预测设备异常超600例以上,诊断系统诊断成功率93%;系统案例数量超过2750个,制定各专业不定期工作项目408项,定期工作项目876项,完成指标超限告警统计近5万次,自动生成指标超限问题2000多项;能耗模块、负荷优化分配降低煤耗;AGC精度考核指标分析降低电网考核费用。关键燃料指标的对比,促进燃料管理水平提高。

        3.1 提升经济性

        通过实时能耗指标输出多维动态对标平台;燃料对标平台关键燃料指标KPI;大数据挖掘能耗规律优化热、电负荷分配。在线能耗指标数据的输出,在线自动投入率和品质评价指标。实时负荷优化负荷分配,中长期负荷电量分配,辅助能耗对标、寻优。燃料掺烧后评价,大数据分析电网考核,反馈数据积累。从而显著提升经济性。

        3.2 提高可靠性

        初步形成发电集团级统一的策略库、知识库、案例库、故障模式库。建设了设备预警功能,实时监控预警。结合行业经验和华润电力的技术积淀,实现全方位、多维度对机组运行状态进行实时监测、分析与诊断,为机组安全、经济、环保运行提供建议和优化方案。

        3.3 提高设备响应快速性

        (1)机组反应的快速性

        利用自动模块提高机组自动投入率,提高机组使机组自动化水平,使机组调节更灵活快速。

        (2)运营效率的快速性

        企业级工业互联网大数据平台,实现海量数据采集、处理、分析、存储、展示一体化。自动报表、自动报告等减轻日常的工作量。对标工具、自定义组件等加快用户的使用效率。CSASS平台多个远程离线试验平台,用户可以利用工具快速发起试验并得出结果。自动生成工作任务计划功能、系统间自动流转。

        3.4 提升运营管理水平

        认知与应用深化,通过认知培训、操作培训、实际应用、使用验证、理论培训、使用优化提升项目公司用户管理水平、技术水平。缩短管理路径,技术进步带动管理理念的创新。

        4 实施效果

        4.1 经济效益

        通过经济性线相关模块实施与应用,能耗、负荷模块降低华润电力江苏大区煤耗。自动模块协助电厂减少江苏电网考核费一年约100万元;同时,江苏大区各项目公司煤耗普遍下降,循泵优化模型为每家项目公司带来节能收益约20万元/年,合计为江苏大区带来直接经济收益180万元/年。低省优化模型为一台60万机组降低煤耗0.2g/kW·h。

        目前预警准确率超过70%,为行业领先水平。华润电力江苏大区发现预警模块正确预测设备劣化600例以上;诊断模块的故障诊断正确率达93%,挽回约700万元的直接经济损失。设备检修策略的优化可为一个项目公司每年节约成本40万元。建立项目公司与控股之间线上实时业务通道,提升管理效率50%左右,降低了管理成本。

        下一阶段将CSASS推广至华润电力全控股,将实现超过1亿元/年的经济收益。

        4.2 社会效益

        CSASS项目是工业互联网在发电领域的深入应用,经过为期三年的建设,已经逐步融入生产运营体系当中,显著提高发电的高质量发展。CSASS项目的成功实践与落地应用,为发电领域实现工业互联网落地、能源高质量发展提供了借鉴。

        5 后续发展目标

        下一阶段,CSASS将上线MindSphere云平台(基于云的开放式物联网操作系统),实现功能迁移部署,发挥云平台作用。并将CSASS推广至华润电力全部大区,迭代式开发、螺旋式上升,推广过程产生新的需求,不断功能升级。充分发挥CSASS作用。

        6 对未来发展的预期和建议

        CSASS的建设是华润电力在火力发电集团级工业互联网系统的有效探索,下一阶段将以“智慧发电集团”为方向,不断实践。融合新技术的应用,前端打通售电云、后端打通燃料管控,实现全生产全过程价值最大化,最终实现智慧决策、少人值守。

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